改性生物质炭负载铁类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

摘要

以棉花秸秆作为前驱体,用K_(2)CO_(3)活化后制备出改性生物质炭K_(2)CO_(3)@BC,置于FeSO_(4)溶液中形成悬浮液,干燥并煅烧,制得改性生物质炭负载铁催化剂Fe/K_(2)CO_(3)@BC。采用XRD、FT-IR、SEM等对Fe/K_(2)CO_(3)@BC进行表征,并研究其耐酸耐碱性。以亚甲基蓝作为目标污染物,将Fe/K_(2)CO_(3)@BC催化剂和H_(2)O_(2)组成非均相类Fenton体系降解水中的亚甲基蓝,探究了溶液pH、Fe/K_(2)CO_(3)@BC投加量、H_(2)O_(2)用量、温度等因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,催化剂Fe/K_(2)CO_(3)@BC中的Fe物种主要以Fe3O4形式存在,具有一定的耐酸耐碱性,稳定性好。Fe/K_(2)CO_(3)@BC-H_(2)O_(2)类Fenton系统可高效催化降解水中的亚甲基蓝,且H_(2)O_(2)用量少,体系pH适应范围广。催化剂循环使用5次后,对亚甲基蓝的去除率仍达到85%以上。动力学研究表明该降解过程符合准二级动力学方程,证明亚甲基蓝的去除是由Fe/K_(2)CO_(3)@BC-H_(2)O_(2)体系中的氧化还原反应决定的。催化剂活化H_(2)O_(2)分子,产生羟基自由基,是高效降解亚甲基蓝的主要原因。